EP4113863A1 - Luminaire connectable to a telecommunication network - Google Patents
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- EP4113863A1 EP4113863A1 EP22181707.5A EP22181707A EP4113863A1 EP 4113863 A1 EP4113863 A1 EP 4113863A1 EP 22181707 A EP22181707 A EP 22181707A EP 4113863 A1 EP4113863 A1 EP 4113863A1
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- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/11—Arrangements specific to free-space transmission, i.e. transmission through air or vacuum
- H04B10/114—Indoor or close-range type systems
- H04B10/116—Visible light communication
Definitions
- the present invention relates to the field of lighting and relates more particularly to a luminaire suitable for forming an optical data transmission relay in a telecommunications network such as the Internet network. It applies particularly, but not exclusively, to a floor-standing luminaire.
- the present invention relates more particularly to a luminaire suitable for transmitting or receiving a stream of digital data according to a wireless communication protocol of the “Li-Fi” type.
- a wireless communication protocol makes it possible to wirelessly link several computer devices within a computer network in order to allow the transmission of data between them.
- Wi-Fi a known wireless communication protocol of the prior art, of “Wi-Fi” governed by the “IEEE 802” standard relating to local networks based on the transmission of digital data. Wi-Fi makes it possible in particular to create a local wireless network with a transmission rate of approximately one gigabit per second, over a radius of several tens of meters, using radio waves of the electromagnetic spectrum.
- Another wireless digital communication technique known from the prior art is that based on “Li-Fi” technology, abbreviation of "Light-Fidelity” according to the English terminology, which consists in using the optical part of the electromagnetic spectrum (visible or infrared spectrum) instead of the radio waves used in the context of Wi-Fi, to digitally broadcast multimedia content such as music or video, for example through the Internet network.
- “Li-Fi” technology abbreviation of "Light-Fidelity” according to the English terminology, which consists in using the optical part of the electromagnetic spectrum (visible or infrared spectrum) instead of the radio waves used in the context of Wi-Fi, to digitally broadcast multimedia content such as music or video, for example through the Internet network.
- Communication according to the Li-Fi protocol consists of modulating the light intensity of a light-emitting diode source (frequently referred to by the acronym "LED” for "Light-Emitting Diode” in Anglo-Saxon terminology) connected to the Internet network.
- LED light-emitting diode
- the switching capacities between an “on” state and an “off” state of an LED can go up to a billion times per second, which makes changes in the state of these LEDs undetectable by the human eye.
- a sequence of on and off states of an LED makes it possible to create a digital stream corresponding to the input signal received by the luminaire connected to the Internet network.
- the switching capacity of very high frequency LEDs makes it possible to transmit sound, images, videos, or even to display the content of an Internet page on a digital communication terminal suitable for receive LiFi type data.
- the Li-Fi communication protocol advantageously makes it possible to unclog the 2.4 GigaHertz frequency band used to date by almost all wireless communication protocols.
- Li-Fi communication technology is numerous.
- this technology can be used in public places or spaces such as roads, parks, museums, stations, etc. or private spaces such as shops but also in professional environments.
- Li-Fi technology it is possible thanks to Li-Fi technology to combine both the lighting of a painting in a museum and the broadcasting of content relating to this painting.
- Li-Fi technology according to the different form factors of lighting devices can prove to be particularly complex, even unsuitable. Indeed, to integrate Li-Fi technology, it is necessary to provide a location in the luminaire to receive the Li-Fi module.
- This Li-Fi module generally consists of a Li-Fi transmitter and a Li-Fi receiver and forms a relatively bulky electronic component, its integration into the lighting device being the source of new dimensioning constraints.
- An object of the present invention is to provide a luminaire suitable for bidirectional data communication by light according to LiFi technology that is ergonomic and simple to use for a user in his home.
- the subject of the invention is in particular a luminaire suitable for communication wireless data bidirectional, of the type comprising a main receiver box with main axis X delimiting a front opening, a light source arranged in the box to emit a beam of visible light through the front opening and a socket power supply of at least the lighting source connectable to an external power supply network, characterized in that the luminaire comprises a LIFI module configured to emit and receive a beam of infrared light modulated by data to be transmitted to the through the opening, housed in the main housing and a PLC module, electrically coupled to said socket, configured to transmit and receive a high frequency data signal transiting on a line of the external power supply network and in that the luminaire comprises a rear cover extending the main housing from a rear wall of the housing and being sized to house the PLC module, the mods CPL and LIFI ules being coupled, for data communication, through an opening in the back wall.
- the luminaire comprises a LIFI module configured to emit and receive a beam of infrare
- the user can use the luminaire in all the rooms of his home equipped with a conventional electrical power outlet.
- the luminaire discreetly and aesthetically integrates light communication equipment via the Internet network without resorting to the use of WIFI.
- the LIFI module delimits a front face provided with a cell for transmitting and receiving the infrared light beam arranged in a manner substantially centered along the axis.
- the luminaire comprises an annular plate for diffusing the beam of visible light delimiting a peripheral outer edge which substantially matches an internal contour of a cross section of the housing and an inner edge substantially surrounding the cell of the LIFI module.
- the diffusing plate extends substantially in a transverse plane of the box recessed relative to a front end edge of the box, for example halfway up the box.
- the luminaire comprises an interior masking bezel provided with elements for fixing to the diffuser plate and dimensioned to extend along the internal edge of the plate.
- the LIFI module has the general shape of a disk provided laterally with an Ethernet port coming laterally to receive an Ethernet connector and the masking collar is configured to at least partially conceal the connector.
- the main housing comprises a peripheral wall generally of generally frustoconical shape provided with a top forming a back wall from which the cover projects outwardly, the back wall comprises a through opening for passage of a connection cable from the PLC module to the LIFI module extending inside the case.
- the cover has a generally cylindrical shape.
- the luminaire comprises a foot formed by a hollow tube through which extends a power supply cable electrically connecting the PLC module to said socket.
- the luminaire comprises a POE type power injector interface module, coupling the PLC module and the LIFI module, comprising power Ethernet wiring.
- the housing comprises an elongated support extending longitudinally in internal projection from a rear wall of the housing, the LIFI module being mounted in a remote manner relative to the rear wall at the free end of the bracket.
- the visible light illumination source extends around the support.
- the light source comprises a flexible strip of light-emitting diodes wrapped around the support.
- the support has the general shape of a coil having two disc-shaped end faces interconnected by a hollow tube.
- the inner surface of the housing is substantially reflective to visible light.
- a communication architecture comprising a Li-Fi communication assembly according to the invention for the transmission of data by light with a remote terminal.
- This communication architecture is designated by the general reference 100 and the LIFI communication assembly is designated by the general reference 110.
- the communication assembly 110 comprises a luminaire 10 and a remote terminal 120 which will be described in detail below.
- a luminaire 10 On the [ Fig.1 ], three luminaires 10 have been shown. In the remainder of the description, only one of the three luminaires will be described.
- the luminaire 10 is part of the wireless communication assembly 110 connectable to a telecommunications network 130.
- the telecommunications network 130 may comprise an Internet network, an Intranet network, an Ethernet network or any other type communication network.
- the telecommunications network 130 is the Internet network and the network communication protocol is the TCP/IP communication protocol.
- the Internet network is a global computer network representing the interconnection between a plurality of remote servers.
- the Internet network 130 can comprise a plurality of associated services such as a Web service, a messaging service, a peer-to-peer file sharing service, a videoconference service.
- these different services communicate for example with the TCP/IP protocol.
- the wireless communication set 110 can be connected to a local Intranet network.
- the remote terminal 120 is in the example described an electronic tablet 120A.
- remote terminal 120 may be a cell phone 120B, or a work computer 120C, etc.
- the communication assembly 110 is able to operate the data communication with the remote terminal 120 according to a theoretical rate greater than one gigabit per second, preferably greater than seven gigabits per second.
- each remote terminal 120 is equipped with a LIFI key 122 (designated in English by the terminology “dongle”).
- the Li-Fi key 122 comprises, in the example illustrated, a photoreceiver 122A for receiving a data signal from the luminaires 10, a unit 122B for transmitting a data signal generated from the terminal 120 and a unit 122C for processing transmitted or received data signals.
- an electrical power supply network 140 such as the domestic network of a dwelling.
- the luminaire 10 is suitable for two-way wireless data communication.
- the luminaire 10 is a standing luminaire.
- This luminaire 10 comprises for example a base 20 and a foot 22 in the general shape of a longitudinal rod mounted at one of its ends 22A on the base 20 and supporting at the other of its ends 22B a luminaire body 12.
- the body 12 of the luminaire 10 comprises a main receiving box 14 defining a main axis X and delimiting a front opening 16.
- the box 14 has the general shape of a bowl defining a frustoconical peripheral wall 14P, a dorsal wall 14D and an open front wall 14F delimiting the front opening 16.
- the luminaire 10 further comprises a light source 18 arranged inside the housing 14 to emit a beam of visible light through the front opening 16.
- the light source 18 comprises a plurality of light-emitting diodes 24, for example in the form of a flexible ribbon 26 of light-emitting diodes 24.
- the luminaire 10 comprises a diffuser 28, for example extending substantially at the level of the lighting window 16 (front opening 16) to provide an improvement in the homogeneity of the lighting in visible light.
- the luminaire 10 comprises a LIFI module 40 configured to emit and receive a beam of infrared light modulated by data to be transmitted through the opening 16.
- this luminaire 10 forms an optical relay for bidirectional data transmission between the LIFI module 40 adapted to the emission and/or reception of an IR infrared light beam modulated by data to be transmitted according to the LIFI technology and a remote terminal 120.
- the principle of LIFI technology is based in a way that is well known per se on the coding and sending of data via the amplitude modulation of an infrared or visible light source (scintillation imperceptible to the eye) , according to a well-defined and standardized protocol.
- infrared light is understood to mean light with wavelengths comprised in the near infrared radiation spectrum comprised for example between about 700 to 1000 nanometers up to 2500 nanometers.
- this LIFI module 40 is suitable for transmitting and/or receiving an IR infrared light beam modulated by data to be transmitted according to a downlink signal from the telecommunications network 130 to the remote terminal 120 or according to an uplink signal from the remote terminal 120 to the telecommunications network 130.
- the IR infrared light beam comprises wavelengths greater than, for example, 850 nanometers and preferably between 850 nanometers and 950 nanometers.
- the LIFI module 40 is in the form of a box 42 comprising a connector element 44 for connection to the telecommunications network 130.
- the LIFI module 40 is housed in the main box 14 and delimits a front face 46, opposite the front opening 16, provided with a cell 48 for transmitting and receiving the infrared light beam.
- the cell 48 is furthermore arranged in a substantially centered manner along the X axis.
- the LIFI module 40 in this example has the general shape of a disk provided laterally with an Ethernet port coming laterally to receive an Ethernet connector.
- This LIFI module 40 further comprises an emitter of a signal modulated by data to be transmitted comprising for example a light source emitting in the infrared spectrum.
- the LIFI module 40 also comprises a receiver of a signal modulated by data to be transmitted comprising a photoreceptor sensitive to infrared light.
- the generic LIFI module 40 comprises an electronic card on which are mounted a certain number of electronic components grouped into a LIFI reception module to form the LIFI receiver, a LIFI transmission module to form the LIFI transmitter and again a data signal processing module (not shown).
- a processing module makes it possible, in this example, to process so-called uplink or downlink data signals, according to at least one communication protocol of the telecommunications network.
- the luminaire 10 also comprises an electrical power supply socket (not shown in the figures) for at least the lighting source 18, which can be connected to the external electrical power supply network 140 via a line 114 power supply.
- the diffuser 28 is in the form of an annular plate delimiting a peripheral outer edge which substantially conforms to an internal contour of a cross section of the housing 14 and an internal edge substantially surrounding the cell of the LIFI module.
- the luminaire 10 further comprises a PLC module 50 comprising a port electrically connected to said socket configured to transmit and receive a high frequency data signal transiting on a line of the external power supply network 140 and an Ethernet port configured to transmit and receiving data according to the Ethernet protocol respectively to and from the LIFI module 40.
- a PLC module 50 comprising a port electrically connected to said socket configured to transmit and receive a high frequency data signal transiting on a line of the external power supply network 140 and an Ethernet port configured to transmit and receiving data according to the Ethernet protocol respectively to and from the LIFI module 40.
- the technology of transmission by Power Line Carrier Currents uses the distribution network as a communication infrastructure for transporting digital information. It consists of superimposing the electric current low frequency (typically in Europe 50Hz or 60Hz in the USA) a higher frequency, lower energy signal. This high frequency signal is propagated along the lines of an electrical installation (for example the electrical supply network 140 of a dwelling).
- PLC reception equipment such as PLC module 50
- modem of the electrical network considered
- this analog signal can be decoded, in the form of a stream of bits, so that the data it conveys are returned to an appropriate terminal (here one of the remote terminals 120).
- the luminaire 10 further comprises a rear cover 30 extending the main casing 14 from the back wall 14D of the casing 14 and being sized to house the PLC module 50.
- the main housing 14 comprises the peripheral wall 14P generally of generally frustoconical shape provided with a vertex forming the back wall 14D from which the cover 30 projects externally.
- the back wall 14D of the housing 14 comprises a through opening for passage of a connection cable from the PLC module 50 to the LIFI module 40 extending inside the casing 14.
- the cover 30 has a generally cylindrical shape.
- the back wall 14D of the box 14 is for example pierced with a hole of sufficient diameter for the passage of an electric or communication cable via the Internet protocol.
- the luminaire 10 further comprises a mounting bracket 32 in the general shape of a U intended to be attached preferably to the outside of the back wall 14D of the housing 14 by its ends.
- the cover 30 is preferably mounted by force on the stirrup 32 which retains the cover 30 from the inside.
- the body 12 of the luminaire 10 is mounted at the end 22B of the foot 22 by means of a hoop 34 with two branches which retain the cylindrical cover 30 by conventional fastening means mounted at the end of each of the branches of the arch 34.
- the foot 22 is formed for example by a hollow tube through which extends a power supply cable electrically connecting the PLC module 50 to said socket.
- the luminaire 10 comprises a POE type injection interface module 70, coupling the CPL module 50 and the LIFI module 40, comprising power Ethernet wiring 72 provided with a connector tip 74 (visible on the [ Fig.6 ]).
- the luminaire 10 further comprises a module 80 for controlling the lighting source 18 comprising the plurality of light-emitting diodes 24.
- control module 80 is commonly designated according to the English terminology “driver”.
- the control module 80 includes a "driver LED » 82 and a potentiometer 84.
- the potentiometer 84 comprises for example a variable resistor whose ohmic value is adjustable by means of a knob ([ Fig.4 ]) manipulated by a user of the luminaire 10 and allowing adjustment of the brightness of the LEDs of the lighting source 18.
- an electrical circuit for operating the electrical components of the luminaire 10.
- the PLC module 50, the POE injection module 70 and the light source control module 18 are connected in parallel.
- the electrical circuit further comprises terminals for connection to the electrical power supply network 140 via a switch 85 accessible on the luminaire 10 to turn off or on the electrical circuit.
- the diffusing plate 28 and the visible cell of the LIFI module 40 extend substantially in the same transverse plane of the casing 14 set back relative to a front end edge of the casing 14 , for example halfway up the housing 14 in the direction of the main axis.
- the housing 14 comprises an elongated support 90 extending longitudinally in internal projection from a back wall 14D of the housing 14, the LIFI module 40 being mounted offset from the back wall 14D on the end free of support 80.
- the illumination source 18 of visible light extends around the support 90.
- the flexible ribbon 26 of light-emitting diodes 24 is wound around the support 90.
- the support 90 has the general shape of a coil having two disc-shaped end faces interconnected by a suitable hollow tube. for the passage of electrical cables.
- luminaire 10 includes a mounting collar 92 provided with releasable mounting elements 94 within the aperture of diffuser plate 28 and sized to substantially follow the inner edge.
- the fixing collar 92 is configured to at least partially hide the connector 74 which engages laterally on the LIFI module as clearly seen in the [ Fig.6 ].
- the inner surface of housing 14 is substantially reflective to visible light.
- the internal surface of the casing 14 behaves inside its volume as a multidirectional reflector of the visible light emitted by the lighting source 18, mainly by a phenomenon of multidirectional diffusion of the light emitted by the lighting source 18
- each light-emitting diode may comprise primary optics diffusing the light emitted by each of the diodes in a multidirectional manner which is reflected on the internal faces of the case 14.
- the luminaire 10 of the invention can be installed in a conventional dwelling.
- the luminaire 10 can be positioned in any room of the house near a conventional mains socket.
- the luminaire 10 is then connected via a female socket to a male socket of the electrical installation 140 of the dwelling.
- the invention makes it possible to integrate a Li-Fi technology in a luminaire 10 without harming either the quality of the homogeneity of the lighting or the overall perception of the luminaire 10 by a user.
Abstract
Le luminaire (10) est adapté pour la communication bidirectionnelle sans fil de données, du type comprenant un boîtier principal (12) délimitant une paroi frontale (14) comprenant une fenêtre (16) d'émission lumineuse, un module LIFI (40) configuré pour émettre et recevoir un faisceau de lumière modulé par des données à transmettre au travers de la fenêtre (16) et logé dans le boîtier principal (12), le luminaire (10) comprenant encore une prise d'alimentation électrique raccordable à un réseau d'alimentation électrique externe. Le luminaire comprend un module CPL (50) comprenant un port connecté électriquement à ladite prise configuré pour émettre et recevoir un signal de données haute fréquence transitant sur une ligne du réseau d'alimentation électrique externe et un port Ethernet configuré pour émettre et recevoir des données selon le protocole Ethernet respectivement à destination et en provenance du module LIFI (40).The luminaire (10) is suitable for two-way wireless data communication, of the type comprising a main housing (12) delimiting a front wall (14) comprising a window (16) for light emission, a LIFI module (40) configured to emit and receive a beam of light modulated by data to be transmitted through the window (16) and housed in the main housing (12), the luminaire (10) further comprising an electrical power socket connectable to a network of external power supply. The luminaire comprises a PLC module (50) comprising a port electrically connected to said socket configured to transmit and receive a high frequency data signal transiting on a line of the external electrical power supply network and an Ethernet port configured to transmit and receive data according to the Ethernet protocol respectively to and from the LIFI module (40).
Description
La présente invention se rapporte au domaine de l'éclairage et concerne plus particulièrement un luminaire adapté pour former un relais optique de transmission de données dans un réseau de télécommunication tel que le réseau Internet. Elle s'applique particulièrement mais non exclusivement à un luminaire sur pied.The present invention relates to the field of lighting and relates more particularly to a luminaire suitable for forming an optical data transmission relay in a telecommunications network such as the Internet network. It applies particularly, but not exclusively, to a floor-standing luminaire.
La présente invention concerne plus particulièrement à un luminaire adapté pour émettre ou recevoir un flux de données numériques selon un protocole de communication sans fil de type « Li-Fi ».The present invention relates more particularly to a luminaire suitable for transmitting or receiving a stream of digital data according to a wireless communication protocol of the “Li-Fi” type.
Un protocole de communication sans fil permet de relier sans fil plusieurs appareils informatiques au sein d'un réseau informatique afin de permettre la transmission de données entre eux.A wireless communication protocol makes it possible to wirelessly link several computer devices within a computer network in order to allow the transmission of data between them.
On peut citer en tant que protocole de communication sans fil connu de l'art antérieur le « Wi-Fi » régi par la norme « IEEE 802 » relative aux réseaux locaux basés sur la transmission de données numériques. Le Wi-Fi permet notamment de créer un réseau local sans fil présentant un débit de transmission d'environ un gigabit par seconde, sur un rayon de plusieurs dizaines de mètres, en utilisant les ondes radioélectriques du spectre électromagnétique.Mention may be made, as a known wireless communication protocol of the prior art, of “Wi-Fi” governed by the “IEEE 802” standard relating to local networks based on the transmission of digital data. Wi-Fi makes it possible in particular to create a local wireless network with a transmission rate of approximately one gigabit per second, over a radius of several tens of meters, using radio waves of the electromagnetic spectrum.
Une autre technique de communication numérique sans fil connue de l'art antérieur est celle basée sur la technologie « Li-Fi », abréviation de « Light-Fidelity » selon la terminologie anglo-saxonne, qui consiste à utiliser la partie optique du spectre électromagnétique (spectre visible ou infrarouge) à la place des ondes radioélectriques utilisées dans le cadre du Wi-Fi, pour diffuser numériquement un contenu multimédia tel que de la musique ou une vidéo, par exemple au travers du réseau Internet.Another wireless digital communication technique known from the prior art is that based on "Li-Fi" technology, abbreviation of "Light-Fidelity" according to the English terminology, which consists in using the optical part of the electromagnetic spectrum (visible or infrared spectrum) instead of the radio waves used in the context of Wi-Fi, to digitally broadcast multimedia content such as music or video, for example through the Internet network.
La communication selon le protocole Li-Fi consiste à moduler l'intensité lumineuse d'une source à diodes électroluminescentes (fréquemment désignées par l'acronyme « LED » pour « Light-Emitting Diode » en terminologie anglo-saxonne) reliée au réseau Internet. Les capacités de commutation entre un état « allumé » et un état « éteint » d'une LED peuvent aller jusqu'à un milliard de fois par seconde ce qui rend indétectable par l'œil humain les changements d'état de ces LEDs.Communication according to the Li-Fi protocol consists of modulating the light intensity of a light-emitting diode source (frequently referred to by the acronym "LED" for "Light-Emitting Diode" in Anglo-Saxon terminology) connected to the Internet network. The switching capacities between an “on” state and an “off” state of an LED can go up to a billion times per second, which makes changes in the state of these LEDs undetectable by the human eye.
Selon une explication simplifiée, une suite d'états d'allumage et d'extinction d'une LED permet de créer un flux numérique correspondant au signal d'entrée reçu par le luminaire relié au réseau Internet. La capacité de commutation des LEDs à très haute fréquence permet de transmettre du son, des images, des vidéos, ou encore d'afficher le contenu d'une page Internet sur un terminal de communication numérique adapté pour recevoir des données de type LiFi.According to a simplified explanation, a sequence of on and off states of an LED makes it possible to create a digital stream corresponding to the input signal received by the luminaire connected to the Internet network. The switching capacity of very high frequency LEDs makes it possible to transmit sound, images, videos, or even to display the content of an Internet page on a digital communication terminal suitable for receive LiFi type data.
Les avantages de la technique de communication par Li-Fi par rapport à la technique de communication par Wi-Fi sont multiples.The advantages of the Li-Fi communication technique compared to the Wi-Fi communication technique are multiple.
Parmi ces avantages, on peut citer notamment la vitesse de transmission des données par Li-Fi qui est largement supérieure à celle atteinte par la technologie WI-FI en ce qu'elle peut atteindre une vitesse supérieure à un gigabit par seconde, le fait par ailleurs qu'aucune onde radioélectrique, dont les effets sur la santé sont encore incertains, n'est transmise et enfin l'absence d'interférences entre les ondes radioélectriques et l'absence de brouillage électromagnétique.Among these advantages, we can mention in particular the speed of data transmission by Li-Fi which is much higher than that achieved by WI-FI technology in that it can reach a speed greater than one gigabit per second, the fact by elsewhere that no radio waves, whose effects on health are still uncertain, are transmitted and finally the absence of interference between radio waves and the absence of electromagnetic interference.
De plus, le protocole de communication Li-Fi permet avantageusement de désengorger la bande de fréquence de 2,4 GigaHertz utilisée à ce jour par la quasitotalité des protocoles de communication sans fil.In addition, the Li-Fi communication protocol advantageously makes it possible to unclog the 2.4 GigaHertz frequency band used to date by almost all wireless communication protocols.
En outre, les applications de la technologie de communication Li-Fi sont nombreuses. A titre d'exemple, cette technologie peut être utilisée dans les lieux ou espaces publics tels que la voirie, les parcs, les musées, les gares, etc. ou les espaces privés tels que les magasins mais également dans les environnements professionnels. Par exemple, il est possible grâce à la technologie Li-Fi de combiner à la fois l'éclairage d'un tableau dans un musée et la diffusion d'un contenu relatif à ce tableau.In addition, the applications of Li-Fi communication technology are numerous. For example, this technology can be used in public places or spaces such as roads, parks, museums, stations, etc. or private spaces such as shops but also in professional environments. For example, it is possible thanks to Li-Fi technology to combine both the lighting of a painting in a museum and the broadcasting of content relating to this painting.
Il existe donc un besoin de développer divers facteurs de forme de luminaires connectables à un réseau selon la technologie Li-Fi qui permettent de répondre aux diverses applications déjà couvertes par les appareils d'éclairage classiques.There is therefore a need to develop various form factors of luminaires connectable to a network according to Li-Fi technology which make it possible to respond to the various applications already covered by conventional lighting devices.
L'intégration de la technologie Li-Fi selon les différents facteurs de forme d'appareils d'éclairage peut s'avérer particulièrement complexe, voire inadaptée. En effet, pour intégrer la technologie Li-Fi, il est nécessaire prévoir un emplacement dans le luminaire pour recevoir le module Li-Fi. Ce module Li-Fi consiste en général en un émetteur Li-Fi et un récepteur Li-Fi et forme un composant électronique relativement encombrant, son intégration dans l'appareil d'éclairage étant à l'origine de nouvelles contraintes de dimensionnement.The integration of Li-Fi technology according to the different form factors of lighting devices can prove to be particularly complex, even unsuitable. Indeed, to integrate Li-Fi technology, it is necessary to provide a location in the luminaire to receive the Li-Fi module. This Li-Fi module generally consists of a Li-Fi transmitter and a Li-Fi receiver and forms a relatively bulky electronic component, its integration into the lighting device being the source of new dimensioning constraints.
L'installation de telles luminaires pour des applications tertiaires s'avère relativement aisé car les immeubles de bureaux sont généralement équipés de faux plafonds.The installation of such luminaires for tertiary applications proves to be relatively easy since office buildings are generally equipped with false ceilings.
Les contraintes pour une utilisation domestique sont plus nombreuses car les habitations classiques ne comprennent généralement pas de prise de type RJ45 au plafond ni même au niveau du sol et l'utilisation du WIFI est donc largement préféré pour couvrir toutes les pièces de l'habitation.The constraints for domestic use are more numerous because conventional homes generally do not include an RJ45 type socket on the ceiling or even at ground level and the use of WIFI is therefore widely preferred to cover all the rooms of the house.
Un but de la présente invention est de fournir un luminaire adapté à la communication de données bidirectionnelle par la lumière selon la technologie LiFi ergonomique et simple à utiliser pour un usager dans son habitation.An object of the present invention is to provide a luminaire suitable for bidirectional data communication by light according to LiFi technology that is ergonomic and simple to use for a user in his home.
A cet effet, l'invention a notamment pour objet un luminaire adapté pour la communication bidirectionnelle de données sans fil, du type comprenant un boîtier de réception principal d'axe principal X délimitant une ouverture frontale, une source d'éclairage agencée dans le boîtier pour émettre un faisceau de lumière visible au travers de l'ouverture frontale et une prise d'alimentation électrique d'au moins la source d'éclairage raccordable à un réseau d'alimentation électrique externe, caractérisé en ce que le luminaire comprend un module LIFI configuré pour émettre et recevoir un faisceau de lumière infrarouge modulé par des données à transmettre au travers de l'ouverture, logé dans le boîtier principal et un module CPL, couplé électriquement à ladite prise, configuré pour émettre et recevoir un signal de données haute fréquence transitant sur une ligne du réseau d'alimentation électrique externe et en ce que le luminaire comprend un capot arrière prolongeant le boîtier principal à partir d'une paroi dorsale du boîtier et étant dimensionné pour loger le module CPL, les modules CPL et LIFI étant couplés, pour la communication de données, au travers d'une ouverture de la paroi dorsale.To this end, the subject of the invention is in particular a luminaire suitable for communication wireless data bidirectional, of the type comprising a main receiver box with main axis X delimiting a front opening, a light source arranged in the box to emit a beam of visible light through the front opening and a socket power supply of at least the lighting source connectable to an external power supply network, characterized in that the luminaire comprises a LIFI module configured to emit and receive a beam of infrared light modulated by data to be transmitted to the through the opening, housed in the main housing and a PLC module, electrically coupled to said socket, configured to transmit and receive a high frequency data signal transiting on a line of the external power supply network and in that the luminaire comprises a rear cover extending the main housing from a rear wall of the housing and being sized to house the PLC module, the mods CPL and LIFI ules being coupled, for data communication, through an opening in the back wall.
Grâce à l'invention, l'usager peut utiliser le luminaire dans toutes les pièces de son habitation équipées d'une prise d'alimentation électrique classique. Le luminaire intègre de façon discrète et esthétique un équipement de communication par la lumière par le réseau Internet sans recourir à l'utilisation du WIFI.Thanks to the invention, the user can use the luminaire in all the rooms of his home equipped with a conventional electrical power outlet. The luminaire discreetly and aesthetically integrates light communication equipment via the Internet network without resorting to the use of WIFI.
Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, le module LIFI délimite une face frontale pourvue d'une cellule d'émission et réception du faisceau de lumière infrarouge agencée de façon sensiblement centrée selon l'axe.In a preferred embodiment of the invention, the LIFI module delimits a front face provided with a cell for transmitting and receiving the infrared light beam arranged in a manner substantially centered along the axis.
Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, le luminaire comprend une plaque annulaire de diffusion du faisceau de lumière visible délimitant un bord extérieur périphérique venant épouser sensiblement un contour interne d'une section transversale du boîtier et un bord intérieur entourant sensiblement la cellule du module LIFI.In a preferred embodiment of the invention, the luminaire comprises an annular plate for diffusing the beam of visible light delimiting a peripheral outer edge which substantially matches an internal contour of a cross section of the housing and an inner edge substantially surrounding the cell of the LIFI module.
Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, la plaque diffusante s'étend sensiblement dans un plan transversal du boîtier en retrait par rapport à un bord d'extrémité frontal du boîtier, par exemple à mi-hauteur du boîtier.In a preferred embodiment of the invention, the diffusing plate extends substantially in a transverse plane of the box recessed relative to a front end edge of the box, for example halfway up the box.
Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, le luminaire comprend une collerette de masquage intérieure pourvu d'éléments de fixation à la plaque de diffusion et dimensionnée pour s'étendre le long du bord interne de la plaque.In a preferred embodiment of the invention, the luminaire comprises an interior masking bezel provided with elements for fixing to the diffuser plate and dimensioned to extend along the internal edge of the plate.
Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, le module LIFI a une forme générale de disque pourvue latéralement d'un port Ethernet venant recevoir latéralement un connecteur Ethernet et la collerette de masquage est configurée pour masquer au moins partiellement le connecteur.In a preferred embodiment of the invention, the LIFI module has the general shape of a disk provided laterally with an Ethernet port coming laterally to receive an Ethernet connector and the masking collar is configured to at least partially conceal the connector.
Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, le boîtier principal comprend une paroi périphérique globalement de forme générale tronconique pourvue d'un sommet formant une paroi dorsale à partir de laquelle se projette extérieurement le capot, la paroi dorsale comprend une ouverture traversante de passage d'un câble de raccordement du module CPL au module LIFI s'étendant à l'intérieur du boîtier.In a preferred embodiment of the invention, the main housing comprises a peripheral wall generally of generally frustoconical shape provided with a top forming a back wall from which the cover projects outwardly, the back wall comprises a through opening for passage of a connection cable from the PLC module to the LIFI module extending inside the case.
Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, le capot a une forme générale cylindrique.In a preferred embodiment of the invention, the cover has a generally cylindrical shape.
Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, le luminaire comprend un pied formé par un tube creux au travers duquel s'étend un câble d'alimentation électrique reliant électriquement le module CPL à ladite prise.In a preferred embodiment of the invention, the luminaire comprises a foot formed by a hollow tube through which extends a power supply cable electrically connecting the PLC module to said socket.
Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, le luminaire comprend un module d'interface d'injecteur de puissance de type POE, couplant le module CPL et le module LIFI, comprenant un câblage Ethernet de puissance.In a preferred embodiment of the invention, the luminaire comprises a POE type power injector interface module, coupling the PLC module and the LIFI module, comprising power Ethernet wiring.
Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, le boîtier comprend un support allongé s'étendant longitudinalement en projection interne à partir d'une paroi dorsale du boîtier, le module LIFI étant monté de façon déportée par rapport à la paroi dorsale à l'extrémité libre du support.In a preferred embodiment of the invention, the housing comprises an elongated support extending longitudinally in internal projection from a rear wall of the housing, the LIFI module being mounted in a remote manner relative to the rear wall at the free end of the bracket.
Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, la source d'éclairage de lumière visible s'étend autour du support.In a preferred embodiment of the invention, the visible light illumination source extends around the support.
Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, la source d'éclairage comprend un ruban flexible de diodes électroluminescentes enroulé autour du support.In a preferred embodiment of the invention, the light source comprises a flexible strip of light-emitting diodes wrapped around the support.
Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, le support a une forme générale de bobine présentant deux faces d'extrémités en forme de disque reliées entre elles par un tube creux.In a preferred embodiment of the invention, the support has the general shape of a coil having two disc-shaped end faces interconnected by a hollow tube.
Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, la surface interne du boîtier est essentiellement réfléchissante à la lumière visible.In a preferred embodiment of the invention, the inner surface of the housing is substantially reflective to visible light.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lumière de la description qui suit, faite en référence aux dessins annexés dans lesquels :
- [
Fig.1 ] : la [Fig.1 ] représente un schéma fonctionnel d'une architecture de communication comprenant un luminaire selon l'invention ; - [
Fig.2 ] : la [Fig.2 ] est une vue en perspective de trois quart avant du luminaire selon l'invention représenté schématiquement sur la [Fig.1 ] ; - [
Fig.3 ] : la [Fig.3 ] est une vue en perspective de face du luminaire de la [Fig.2 ] ; - [
Fig.4 ] : la [Fig.4 ] est une vue partielle en perspective éclatée à échelle agrandie du luminaire de la [Fig.2 ] ; - [
Fig.5 ] : la [Fig.5 ] est une vue en perspective et en transparence du luminaire de la [Fig.1 ] ; - [
Fig.6 ] : la [Fig.6 ] est une vue partielle en perspective et à échelle d'une partie intérieure du luminaire ; - [
Fig.7 ] : la [Fig.7 ] est une vue partielle et en perspective de face du luminaire de la [Fig.2 ] ; - [
Fig.8 ] : la [Fig.8 ] est un schéma électrique du fonctionnement du luminaire.
- [
Fig.1 ] : the [Fig.1 ] represents a block diagram of a communication architecture comprising a luminaire according to the invention; - [
Fig.2 ] : the [Fig.2 ] is a three-quarter front perspective view of the luminaire according to the invention shown schematically in [Fig.1 ]; - [
Fig.3 ] : the [Fig.3 ] is a front perspective view of the [Fig.2 ]; - [
Fig.4 ] : the [Fig.4 ] is an enlarged partial perspective exploded view of the luminaire in the [Fig.2 ]; - [
Fig.5 ] : the [Fig.5 ] is a view in perspective and in transparency of the luminaire of the [Fig.1 ]; - [
Fig.6 ] : the [Fig.6 ] is a partial perspective view to scale of an interior part of the luminaire; - [
Fig.7 ] : the [Fig.7 ] is a partial and perspective front view of the luminaire of the [Fig.2 ]; - [
Fig.8 ] : the [Fig.8 ] is an electrical diagram of the operation of the luminaire.
On a représenté de façon schématique sur la [
L'ensemble de communication 110 comprend un luminaire 10 et un terminal distant 120 qui seront décrits de façon détaillée par la suite. Sur la [
Conformément à l'invention, le luminaire 10 fait partie de l'ensemble 110 de communication sans fil connectable à un réseau de télécommunication 130. Le réseau de télécommunication 130 peut comprendre un réseau Internet, un réseau Intranet, un réseau Ethernet ou tout autre type de réseau de communication.In accordance with the invention, the
Dans cet exemple, le réseau de télécommunication 130 est le réseau Internet et le protocole de communication réseau est le protocole de communication TCP/IP.In this example, the
De façon connue en soi, le réseau Internet est un réseau informatique mondial représentant l'interconnexion entre une pluralité de serveurs distants. Le réseau Internet 130 peut comprendre une pluralité de services associés tels qu'un service Web, un service de messagerie, un service de partage de fichiers poste à poste, un service de visioconférence. Généralement, ces différents services communiquent par exemple avec le protocole TCP/IP. Bien entendu, en variante, l'ensemble de communication sans fil 110 peut être connecté à un réseau Intranet local.In a manner known per se, the Internet network is a global computer network representing the interconnection between a plurality of remote servers. The
Le terminal distant 120 est dans l'exemple décrit une tablette électronique 120A. En variante, le terminal distant 120 peut être un téléphone portable 120B, ou un ordinateur de travail 120C, etc.The
Dans l'exemple décrit, l'ensemble de communication 110 est propre à opérer la communication de données avec le terminal distant 120 selon un débit théorique supérieur à un gigabit par seconde, de préférence supérieur à sept gigabits par seconde.In the example described, the
Généralement, comme cela est illustré très schématiquement sur l'exemple de la [
On a également représenté sur l'architecture 100 un réseau d'alimentation électrique 140 tel que le réseau domestique d'une habitation.There is also shown on the
Conformément à l'invention, le luminaire 10 est adapté pour la communication bidirectionnelle de données sans fil.In accordance with the invention, the
Dans l'exemple illustré sur la [
Conformément à l'invention, le corps 12 de luminaire 10 comprend un boîtier 14 de réception principal définissant un axe principal X et délimitant une ouverture frontale 16. Par exemple, le boîtier 14 a une forme générale de bol délimitant une paroi périphérique tronconique 14P, une paroi dorsale 14D et une paroi frontale 14F ouverte délimitant l'ouverture frontale 16.According to the invention, the
Le luminaire 10 comprend encore une source d'éclairage 18 agencée à l'intérieur du boîtier 14 pour émettre un faisceau de lumière visible au travers de l'ouverture frontale 16. On remarque que, sur la [
Selon l'invention, le luminaire 10 comprend un module LIFI 40 configuré pour émettre et recevoir un faisceau de lumière infrarouge modulé par des données à transmettre au travers de l'ouverture 16.According to the invention, the
De façon avantageuse, ce luminaire 10 forme un relais optique de transmission bidirectionnelle de données entre le module LIFI 40 adapté à l'émission et/ou la réception d'un faisceau de lumière infrarouge IR modulé par des données à transmettre selon la technologie LIFI et un terminal distant 120. Le principe de la technologie LIFI repose de façon bien connue en soi sur le codage et l'envoi de données via la modulation d'amplitude d'une source de lumineuse infrarouge ou visible (scintillation imperceptible à l'œil), selon un protocole bien défini et standardisé.Advantageously, this
Au sens de la présente invention, on entend par lumière infrarouge, une lumière avec des longueurs d'onde comprises dans le spectre de rayonnement de proche infrarouge compris par exemple entre environ 700 à 1000 nanomètres jusqu'à 2500 nanomètres.Within the meaning of the present invention, infrared light is understood to mean light with wavelengths comprised in the near infrared radiation spectrum comprised for example between about 700 to 1000 nanometers up to 2500 nanometers.
Conformément à l'invention, ce module LIFI 40 est adapté à l'émission et/ou la réception d'un faisceau de lumière infrarouge IR modulé par des données à transmettre selon un signal descendant en provenance du réseau de télécommunication 130 vers le terminal distant 120 ou selon un signal montant en provenance du terminal distant 120 vers le réseau de télécommunication 130. Le faisceau lumineux infrarouge IR comprend des longueurs d'onde supérieures par exemple à 850 nanomètres et de préférence comprises entre 850 nanomètres et 950 nanomètres.In accordance with the invention, this
Dans l'exemple illustré sur la figure, le module LIFI 40 se présente sous la forme d'un boîtier 42 comprenant un élément connecteur 44 de raccordement au réseau de télécommunication 130. En particulier, le module LIFI 40 est logé dans le boîtier principal 14 et délimite une face frontale 46, en regard de l'ouverture frontale 16, pourvue d'une cellule 48 d'émission et réception du faisceau de lumière infrarouge. La cellule 48 est en outre agencée de façon sensiblement centrée selon l'axe X. Le module LIFI 40 a dans cet exemple une forme générale de disque pourvue latéralement d'un port Ethernet venant recevoir latéralement un connecteur Ethernet.In the example illustrated in the figure, the
Ce module LIFI 40 comprend encore un émetteur d'un signal modulé par des données à transmettre comprenant par exemple une source lumineuse émettant dans le spectre infrarouge. Le module LIFI 40 comprend également un récepteur d'un signal modulé par des données à transmettre comprenant un photorécepteur sensible à la lumière infrarouge.This
De façon générale, le module générique LIFI 40 comporte une carte électronique sur laquelle sont montés un certain nombre de composants électroniques regroupés en un module de réception LIFI pour former le récepteur LIFI, un module d'émission LIFI pour former l'émetteur LIFI et encore un module de traitement (non représenté) des signaux de données. Un tel module de traitement permet, dans cet exemple, de traiter des signaux de données dit montant ou descendant, selon au moins un protocole de communication du réseau de télécommunication.In general, the
De façon classique, le luminaire 10 comprend encore une prise d'alimentation électrique (non représentée sur les figures) d'au moins la source d'éclairage 18, raccordable au réseau d'alimentation électrique externe 140 par l'intermédiaire d'une ligne 114 d'alimentation électrique.Conventionally, the
Par ailleurs, afin d'intégrer la double fonction d'éclairage et de communication par la lumière sans gêne pour l'utilisateur, le diffuseur 28 se présente sous la forme d'une plaque annulaire délimitant un bord externe périphérique venant épouser sensiblement un contour interne d'une section transversale du boîtier 14 et un bord interne entourant sensiblement la cellule du module LIFI.Furthermore, in order to integrate the dual function of lighting and communication by light without inconveniencing the user, the
De préférence, le luminaire 10 comprend encore un module CPL 50 comprenant un port connecté électriquement à ladite prise configuré pour émettre et recevoir un signal de données haute fréquence transitant sur une ligne du réseau d'alimentation électrique externe 140 et un port Ethernet configuré pour émettre et recevoir des données selon le protocole Ethernet respectivement à destination et en provenance du module LIFI 40.Preferably, the
De façon connue en soi, la technologie de transmission par Courants Porteurs en Ligne utilise le réseau de distribution comme infrastructure de communication pour transporter l'information numérique. Elle consiste à superposer au courant électrique basse fréquence (typiquement en Europe 50 Hz ou 60Hz aux Etats-Unis) un signal à plus haute fréquence et de faible énergie. Ce signal à haute fréquence est propagé le long des lignes d'une installation électrique (par exemple le réseau d'alimentation électrique 140 d'une habitation). Lorsqu'il est reçu par un équipement de réception CPL (tel que module CPL 50), couramment appelé « modem » du réseau électrique considéré, ce signal analogique peut être décodé, sous forme d'un flux de bits, afin que les données qu'il véhicule soient restituées sur un terminal adéquat (ici un des terminaux distants 120).In a manner known per se, the technology of transmission by Power Line Carrier Currents uses the distribution network as a communication infrastructure for transporting digital information. It consists of superimposing the electric current low frequency (typically in Europe 50Hz or 60Hz in the USA) a higher frequency, lower energy signal. This high frequency signal is propagated along the lines of an electrical installation (for example the
A cet effet, le luminaire 10 comprend encore un capot arrière 30 prolongeant le boîtier principal 14 à partir de la paroi dorsale 14D du boîtier 14 et étant dimensionné pour loger le module CPL 50.To this end, the
Comme cela est visible sur la [
Le luminaire 10 comprend en outre un étrier de fixation 32 en forme générale de U destiné à être rapporté de préférence à l'extérieur de la paroi dorsale 14D du boîtier 14 par ses extrémités. Le capot 30 est de préférence monté en force sur l'étrier 32 qui vient retenir par l'intérieur le capot 30.The
En outre, comme cela ressort clairement de la [
Le pied 22 est formé par exemple par un tube creux au travers duquel s'étend un câble d'alimentation électrique reliant électriquement le module CPL 50 à ladite prise.The
En outre, dans l'exemple décrit et illustré schématiquement sur la [
Par exemple, le module de contrôle 80 est communément désigné selon la terminologie anglo-saxonne « driver ». Le module de contrôle 80 comprend un « driver LED » 82 et un potentiomètre 84. De façon connue en soi, le potentiomètre 84 comprend par exemple une résistance variable dont la valeur ohmique est ajustable au moyen d'une molette ([
On a représenté de façon schématique sur la [
Dans l'exemple illustré sur les figures, on note que la plaque diffusante 28 et la cellule visible du module LIFI 40 s'étendent sensiblement dans un même plan transversal du boîtier 14 en retrait par rapport à un bord d'extrémité frontal du boîtier 14, par exemple à mi-hauteur du boîtier 14 selon la direction de l'axe principal.In the example illustrated in the figures, it is noted that the diffusing
Par exemple, le boîtier 14 comprend un support allongé 90 s'étendant longitudinalement en projection interne à partir d'une paroi dorsale 14D du boîtier 14, le module LIFI 40 étant monté de façon déportée par rapport à la paroi dorsale 14D sur l'extrémité libre du support 80.For example, the
De préférence, la source d'éclairage 18 de lumière visible s'étend autour du support 90. Dans l'exemple illustré sur la [
En outre, le luminaire 10 comprend un collier de fixation 92 pourvu d'éléments de fixation libérables 94 à l'intérieur de l'ouverture de la plaque de diffusion 28 et dimensionné pour suivre sensiblement le bord interne.Further,
De préférence, le collier de fixation 92 est configuré pour masquer au moins partiellement le connecteur 74 qui vient en prise latéralement sur le module LIFI comme cela apparaît clairement sur la [
De préférence, la surface interne du boîtier 14 est essentiellement réfléchissante à la lumière visible. La surface interne du boîtier 14 se comporte à l'intérieur de son volume comme un réflecteur multidirectionnel de la lumière visible émise par la source d'éclairage 18, principalement par un phénomène de diffusion multidirectionnelle de la lumière émise par la source d'éclairage 18. Par exemple, chaque diode électroluminescente peut comprendre une optique primaire diffusant la lumière émise par chacune des diodes de façon multidirectionnelle qui vient se réfléchir sur les faces internes du boîtier 14.Preferably, the inner surface of
Il va être succinctement décrit le principe de fonctionnement de l'ensemble de communication selon l'invention.A brief description will be given of the principle of operation of the communication assembly according to the invention.
Le luminaire 10 de l'invention peut être installé dans une habitation classique. Par exemple, comme le luminaire 10 est autoportant, il peut être positionné dans n'importe quelle pièce de l'habitation à proximité d'une prise de courant de secteur classique. Le luminaire 10 est alors raccordé par l'intermédiaire d'une prise femelle sur une prise mâle de l'installation électrique 140 de l'habitation.The
L'utilisateur s'installe alors sous le halo de lumière visible. On comprend bien que l'invention permet d'intégrer une technologie Li-Fi dans un luminaire 10 sans nuire ni à la qualité de l'homogénéité de l'éclairage ni à la perception globale du luminaire 10 par un usager.The user then settles under the halo of visible light. It is well understood that the invention makes it possible to integrate a Li-Fi technology in a
L'invention ne se limite pas aux modes de réalisation précédemment décrits. D'autres modes de réalisation à la portée de l'homme du métier peuvent aussi être envisagés sans sortir du cadre de l'invention définie par les revendications ci-après. C'est ainsi, notamment que l'on ne s'éloignerait pas du cadre de l'invention en modifiant la forme de détail du luminaire.The invention is not limited to the embodiments described above. Other embodiments within the reach of those skilled in the art can also be envisaged without departing from the scope of the invention defined by the claims below. Thus, in particular, one would not depart from the scope of the invention by modifying the form of the detail of the luminaire.
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